JPH11135448A - 縦型処理装置 - Google Patents
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- JPH11135448A JPH11135448A JP9311213A JP31121397A JPH11135448A JP H11135448 A JPH11135448 A JP H11135448A JP 9311213 A JP9311213 A JP 9311213A JP 31121397 A JP31121397 A JP 31121397A JP H11135448 A JPH11135448 A JP H11135448A
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 処理容器内の雰囲気が外部に漏れ出ることを
確実に防止することができる縦型処理装置を提供する。 【解決手段】 下端に開口部１８を有する円筒状の処理
容器２と、昇降可能になされた前記開口部を気密に開閉
する円板状の石英製のキャップ部６と、前記キャップ部
上に載置されて被処理体Ｗを多段に保持する被処理体保
持ボート８とを有する縦型処理装置において、前記処理
容器の下端部と前記キャップ部との接合部に、その周方
向に沿って形成されたリング状の不活性ガス供給ヘッダ
１６と、この不活性ガス供給ヘッダと前記処理容器内と
を連通するように形成された不活性ガス噴射口３６とを
備えるように構成する。これにより、処理容器内の雰囲
気が外部へ漏出することを防止する。
確実に防止することができる縦型処理装置を提供する。 【解決手段】 下端に開口部１８を有する円筒状の処理
容器２と、昇降可能になされた前記開口部を気密に開閉
する円板状の石英製のキャップ部６と、前記キャップ部
上に載置されて被処理体Ｗを多段に保持する被処理体保
持ボート８とを有する縦型処理装置において、前記処理
容器の下端部と前記キャップ部との接合部に、その周方
向に沿って形成されたリング状の不活性ガス供給ヘッダ
１６と、この不活性ガス供給ヘッダと前記処理容器内と
を連通するように形成された不活性ガス噴射口３６とを
備えるように構成する。これにより、処理容器内の雰囲
気が外部へ漏出することを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、縦型処理装置に係
り、特に、キャップ部のシール構造の改良に関する。
り、特に、キャップ部のシール構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路を製造するに
は、半導体ウエハに対して成膜処理、酸化処理及び拡散
処理等の各種の処理が行なわれるが、これらの処理に際
して、一度に多数枚のウエハに対して同時処理が可能な
ことから縦型の処理装置が多用されている。この縦型処
理装置においては、底部が開放された有天井の円筒体状
の処理容器内に、その下方よりウエハボートに多段に支
持させた多数枚の半導体ウエハをロードして容器内を密
閉し、ウエハを加熱しつつ所定の処理ガスを処理容器内
に供給して所定の熱処理を行なうようになっている。
は、半導体ウエハに対して成膜処理、酸化処理及び拡散
処理等の各種の処理が行なわれるが、これらの処理に際
して、一度に多数枚のウエハに対して同時処理が可能な
ことから縦型の処理装置が多用されている。この縦型処
理装置においては、底部が開放された有天井の円筒体状
の処理容器内に、その下方よりウエハボートに多段に支
持させた多数枚の半導体ウエハをロードして容器内を密
閉し、ウエハを加熱しつつ所定の処理ガスを処理容器内
に供給して所定の熱処理を行なうようになっている。
【０００３】処理の種類によっては、処理容器内を真空
状態に維持したり、或いは大気圧と略同圧に維持した
り、種々の態様があり、また、使用する処理ガスも種々
多様である。この場合、プロセス圧力が減圧下で行なわ
れる場合には、処理容器内は、真空引きされるので、処
理容器内の雰囲気が処理容器外へ漏れ出すことはほとん
どないが、プロセス圧力が略大気圧程度の場合には、容
器内をそれ程強く排気しないので、処理容器内の処理ガ
スが処理容器外へ漏れ出すことも考えられ、そのため、
特に、シールを確実に施さなければならない。特に、酸
化処理のようにプロセス圧力が大気圧程度で、処理ガス
として腐食性ガス、例えば塩酸（ＨＣｌ）等を使用する
ような場合には、処理容器のシール性は高く維持されな
ければならない。
状態に維持したり、或いは大気圧と略同圧に維持した
り、種々の態様があり、また、使用する処理ガスも種々
多様である。この場合、プロセス圧力が減圧下で行なわ
れる場合には、処理容器内は、真空引きされるので、処
理容器内の雰囲気が処理容器外へ漏れ出すことはほとん
どないが、プロセス圧力が略大気圧程度の場合には、容
器内をそれ程強く排気しないので、処理容器内の処理ガ
スが処理容器外へ漏れ出すことも考えられ、そのため、
特に、シールを確実に施さなければならない。特に、酸
化処理のようにプロセス圧力が大気圧程度で、処理ガス
として腐食性ガス、例えば塩酸（ＨＣｌ）等を使用する
ような場合には、処理容器のシール性は高く維持されな
ければならない。
【０００４】ここで従来装置のシール構造について説明
する。図１１は従来の一般的な酸化拡散処理装置を示す
概略構成図、図１２は図１１に示す処理装置のキャップ
部を示す平面図、図１３は処理容器の底部とキャップ部
とのシール構造を示す部分拡大図である。図１１におい
て、石英製の処理容器２は、有天井の円筒体状に形成さ
れて、その下端は開放されていると共に外周には接合用
のフランジ部４が形成されている。
する。図１１は従来の一般的な酸化拡散処理装置を示す
概略構成図、図１２は図１１に示す処理装置のキャップ
部を示す平面図、図１３は処理容器の底部とキャップ部
とのシール構造を示す部分拡大図である。図１１におい
て、石英製の処理容器２は、有天井の円筒体状に形成さ
れて、その下端は開放されていると共に外周には接合用
のフランジ部４が形成されている。
【０００５】処理容器２の下端の開口部は、図示しない
昇降機構により昇降可能になされた円板状の石英製キャ
ップ部６（図１２参照）により密閉される。尚、図１１
においてはキャップ部６が処理容器２の下端開口部より
も少し離間した状態を示している。そして、このキャッ
プ部６上に、半導体ウエハＷを所定のピッチで多段に載
置した石英製の被処理体支持ボートとしてウエハボート
８が保温筒１０を介して載置されており、キャップ部６
の昇降によって処理容器２内に対してロード或いはアン
ロードできるようになっている。ウエハの処理容器２内
へのロード時には、処理容器２のフランジ部４の下面の
接合面１０とキャップ部６の周縁部に段部状に形成した
リング上の接合面１４とを密着させている。そして、図
１３に示すようにフランジ部４の接合面１２の中央部
に、その周方向に沿って断面凹部形状となるリング状の
不活性ガス供給ヘッダ１６を設け、これに所定の圧力の
不活性ガス、例えばＮ2 ガスを供給しており、両接合面
１２、１４の当たりが不均一の場合でもこのＮ2 ガスに
より、処理容器２内の雰囲気ガス、すなわち処理ガスが
処理容器２の外側へ漏れ出ることを防止するようになっ
ている。
昇降機構により昇降可能になされた円板状の石英製キャ
ップ部６（図１２参照）により密閉される。尚、図１１
においてはキャップ部６が処理容器２の下端開口部より
も少し離間した状態を示している。そして、このキャッ
プ部６上に、半導体ウエハＷを所定のピッチで多段に載
置した石英製の被処理体支持ボートとしてウエハボート
８が保温筒１０を介して載置されており、キャップ部６
の昇降によって処理容器２内に対してロード或いはアン
ロードできるようになっている。ウエハの処理容器２内
へのロード時には、処理容器２のフランジ部４の下面の
接合面１０とキャップ部６の周縁部に段部状に形成した
リング上の接合面１４とを密着させている。そして、図
１３に示すようにフランジ部４の接合面１２の中央部
に、その周方向に沿って断面凹部形状となるリング状の
不活性ガス供給ヘッダ１６を設け、これに所定の圧力の
不活性ガス、例えばＮ2 ガスを供給しており、両接合面
１２、１４の当たりが不均一の場合でもこのＮ2 ガスに
より、処理容器２内の雰囲気ガス、すなわち処理ガスが
処理容器２の外側へ漏れ出ることを防止するようになっ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなシール構造にあっては、処理容器２側のフランジ部
４の接合面１２とキャップ部６の接合面１４とを共に高
い精度で加工してシール性を確保しなければならない
が、石英は非常に加工性が劣り、リング状の広い面積に
亘って均一な高い精度で加工することは非常に困難であ
る。従って、リング状の両接合面１２、１４が均一に面
接触しないで、部分的に片当たりする場合も生じ、不活
性ガス供給ヘッダ１６にＮ2 ガスを供給してこの部分を
陽圧にしているにもかかわらず、片当たりの状況によっ
ては処理容器２内の雰囲気、例えば腐食性ガスが処理容
器２の外側へ漏出する場合があった。
うなシール構造にあっては、処理容器２側のフランジ部
４の接合面１２とキャップ部６の接合面１４とを共に高
い精度で加工してシール性を確保しなければならない
が、石英は非常に加工性が劣り、リング状の広い面積に
亘って均一な高い精度で加工することは非常に困難であ
る。従って、リング状の両接合面１２、１４が均一に面
接触しないで、部分的に片当たりする場合も生じ、不活
性ガス供給ヘッダ１６にＮ2 ガスを供給してこの部分を
陽圧にしているにもかかわらず、片当たりの状況によっ
ては処理容器２内の雰囲気、例えば腐食性ガスが処理容
器２の外側へ漏出する場合があった。
【０００７】例えば図１４（Ａ）に示すように不活性ガ
ス供給ヘッダ１６を挟んで、両側の接合面１２、１４の
面当たりが共に弱い場合には、供給ヘッダ１６からＮ2
ガスが処理容器２の内方と外方に共に流れ出るので、処
理容器２内の雰囲気が外部へ漏れ出ることはない。ま
た、図１４（Ｂ）に示すように供給ヘッダ１６を挟ん
で、フランジ部４の外側の接合面１２Ａとキャップ部６
の接合面１４とが精度良く面接触し、逆に内側の接合面
１２Ｂとキャップ部６の接合面１４との接合が弱い場合
には、供給ヘッダ１６のＮ2 ガスは処理容器の内側に流
れ込み、この場合にも処理容器２内の雰囲気が外部へ漏
れ出ることはない。尚、この時、外部の雰囲気はある程
度、巻き込んで処理容器２内へ導入される場合もある。
ス供給ヘッダ１６を挟んで、両側の接合面１２、１４の
面当たりが共に弱い場合には、供給ヘッダ１６からＮ2
ガスが処理容器２の内方と外方に共に流れ出るので、処
理容器２内の雰囲気が外部へ漏れ出ることはない。ま
た、図１４（Ｂ）に示すように供給ヘッダ１６を挟ん
で、フランジ部４の外側の接合面１２Ａとキャップ部６
の接合面１４とが精度良く面接触し、逆に内側の接合面
１２Ｂとキャップ部６の接合面１４との接合が弱い場合
には、供給ヘッダ１６のＮ2 ガスは処理容器の内側に流
れ込み、この場合にも処理容器２内の雰囲気が外部へ漏
れ出ることはない。尚、この時、外部の雰囲気はある程
度、巻き込んで処理容器２内へ導入される場合もある。
【０００８】これに対して、図１４（Ｃ）のように供給
ヘッダ１６を挟んで、フランジ部４の内側の接合面１２
Ｂとキャップ部６の接合面１４とが精度良く面接触し、
逆に、外側の接合面１２Ａとキャップ部３の接合面１４
との接合が弱い場合には、供給ヘッダ１６のＮ2 ガスは
処理容器２の外側に流れ出し、この時、処理容器２内の
雰囲気を巻き込んでしまい、結果的に、処理容器２内の
雰囲気が外部へ漏れ出してしまうといった問題があっ
た。このように、腐食性ガスが外部に漏れ出すと、周辺
機器が錆びてしまうという問題があった。また、上述し
たように両接触面１２、１４を高い精度で加工できたと
しても、これらを組み立てる際に、僅かな組み立て誤差
が生じても上述したと同様な面の片当たりが発生し、容
器内雰囲気が外部に漏れ出すという問題が発生してい
た。更には、前述したように、全接触面１２Ａ、１２Ｂ
及び１４の広い範囲に亘って高い精度で加工しなければ
ならないことから、この加工自体も時間等を要するとい
う問題もあった。
ヘッダ１６を挟んで、フランジ部４の内側の接合面１２
Ｂとキャップ部６の接合面１４とが精度良く面接触し、
逆に、外側の接合面１２Ａとキャップ部３の接合面１４
との接合が弱い場合には、供給ヘッダ１６のＮ2 ガスは
処理容器２の外側に流れ出し、この時、処理容器２内の
雰囲気を巻き込んでしまい、結果的に、処理容器２内の
雰囲気が外部へ漏れ出してしまうといった問題があっ
た。このように、腐食性ガスが外部に漏れ出すと、周辺
機器が錆びてしまうという問題があった。また、上述し
たように両接触面１２、１４を高い精度で加工できたと
しても、これらを組み立てる際に、僅かな組み立て誤差
が生じても上述したと同様な面の片当たりが発生し、容
器内雰囲気が外部に漏れ出すという問題が発生してい
た。更には、前述したように、全接触面１２Ａ、１２Ｂ
及び１４の広い範囲に亘って高い精度で加工しなければ
ならないことから、この加工自体も時間等を要するとい
う問題もあった。
【０００９】上記問題点を解決するために、より加圧さ
れた多量の不活性ガスを供給することも考えられるが、
この場合には、処理容器内に流れ込む不活性ガス量が多
くなり、これがためにウエハに施す処理が面間或いは面
内において不均一になってしまうので好ましくない。本
発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解
決すべく創案されたものである。本発明の目的は、処理
容器内の雰囲気が外部に漏れ出ることを確実に防止する
ことができる縦型処理装置を提供することにある。
れた多量の不活性ガスを供給することも考えられるが、
この場合には、処理容器内に流れ込む不活性ガス量が多
くなり、これがためにウエハに施す処理が面間或いは面
内において不均一になってしまうので好ましくない。本
発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解
決すべく創案されたものである。本発明の目的は、処理
容器内の雰囲気が外部に漏れ出ることを確実に防止する
ことができる縦型処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、下端に開口部を有する円筒状の処理容
器と、昇降可能になされた前記開口部を気密に開閉する
円板状の石英製のキャップ部と、前記キャップ部上に載
置されて被処理体を多段に保持する被処理体保持ボート
とを有する縦型処理装置において、前記処理容器の下端
部と前記キャップ部との接合部に、その周方向に沿って
形成されたリング状の不活性ガス供給ヘッダと、この不
活性ガス供給ヘッダと前記処理容器内とを連通するよう
に形成された不活性ガス噴射口とを備えるように構成し
たものである。
解決するために、下端に開口部を有する円筒状の処理容
器と、昇降可能になされた前記開口部を気密に開閉する
円板状の石英製のキャップ部と、前記キャップ部上に載
置されて被処理体を多段に保持する被処理体保持ボート
とを有する縦型処理装置において、前記処理容器の下端
部と前記キャップ部との接合部に、その周方向に沿って
形成されたリング状の不活性ガス供給ヘッダと、この不
活性ガス供給ヘッダと前記処理容器内とを連通するよう
に形成された不活性ガス噴射口とを備えるように構成し
たものである。
【００１１】これにより、処理容器の下端の開口部をキ
ャップ部により密閉した状態で、不活性ガス供給ヘッダ
に不活性ガスとして例えばＮ2 ガスを供給する。このＮ
2 ガスは、不活性ガス噴射口から処理容器内へ積極的に
流入することになり、これにより処理容器内の雰囲気が
処理容器の外部に漏れ出ることを確実に防止することが
可能となる。このような、不活性ガス供給ヘッダは、処
理容器の下端面に形成した凹部状のリング状溝により構
成できる。また、不活性ガス噴射口は、不活性ガスを容
器周方向に沿って均一に供給するために、処理容器の周
方向に沿ってリング状に形成するのがよい。また、この
不活性ガス噴射口は、処理容器の下端面の内周側や、キ
ャップ部の周縁部の接合面よりも内周側を削り込んで形
成したリング状の噴射口用段部により構成することがで
きる。
ャップ部により密閉した状態で、不活性ガス供給ヘッダ
に不活性ガスとして例えばＮ2 ガスを供給する。このＮ
2 ガスは、不活性ガス噴射口から処理容器内へ積極的に
流入することになり、これにより処理容器内の雰囲気が
処理容器の外部に漏れ出ることを確実に防止することが
可能となる。このような、不活性ガス供給ヘッダは、処
理容器の下端面に形成した凹部状のリング状溝により構
成できる。また、不活性ガス噴射口は、不活性ガスを容
器周方向に沿って均一に供給するために、処理容器の周
方向に沿ってリング状に形成するのがよい。また、この
不活性ガス噴射口は、処理容器の下端面の内周側や、キ
ャップ部の周縁部の接合面よりも内周側を削り込んで形
成したリング状の噴射口用段部により構成することがで
きる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る縦型処理装
置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本
発明の縦型処理装置を示す構成図、図２は図１に示す装
置のキャップ部を示す平面図、図３及び図４は処理容器
とキャップ部の接合部を示す部分拡大断面図、図５は処
理容器の下端部を示す部分拡大断面図、図６はキャップ
部の周縁部の部分拡大断面図である。尚、先に説明した
従来装置と同一部分については同一符号を付して説明す
る。縦型処理装置として、ここでは酸化拡散用の縦型処
理装置を例にとって説明する。
置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本
発明の縦型処理装置を示す構成図、図２は図１に示す装
置のキャップ部を示す平面図、図３及び図４は処理容器
とキャップ部の接合部を示す部分拡大断面図、図５は処
理容器の下端部を示す部分拡大断面図、図６はキャップ
部の周縁部の部分拡大断面図である。尚、先に説明した
従来装置と同一部分については同一符号を付して説明す
る。縦型処理装置として、ここでは酸化拡散用の縦型処
理装置を例にとって説明する。
【００１３】図１に示すように、２は有天井の円筒体状
の石英製の処理容器であり、この処理容器２の下端部は
開放されて開口部１８が形成され、この外周には、接合
用のフランジ部４が設けられる。この処理容器２は、内
側に加熱ヒータ２０を配設した円筒体状の断熱材２２に
より被われており、加熱炉を形成している。処理容器２
の下部側壁には、処理ガスを導入するためのガス導入ノ
ズル２４が貫通させて設けられると共に、このノズル２
４は処理容器２の側壁に沿って天井部まで延在されてい
る。更に、処理容器２の下部側壁には、処理容器２内の
雰囲気を排出するための比較的大口径の排気口２６が形
成されており、この排気口２６には、排気ポンプを介設
した図示しない排気系が接続される。
の石英製の処理容器であり、この処理容器２の下端部は
開放されて開口部１８が形成され、この外周には、接合
用のフランジ部４が設けられる。この処理容器２は、内
側に加熱ヒータ２０を配設した円筒体状の断熱材２２に
より被われており、加熱炉を形成している。処理容器２
の下部側壁には、処理ガスを導入するためのガス導入ノ
ズル２４が貫通させて設けられると共に、このノズル２
４は処理容器２の側壁に沿って天井部まで延在されてい
る。更に、処理容器２の下部側壁には、処理容器２内の
雰囲気を排出するための比較的大口径の排気口２６が形
成されており、この排気口２６には、排気ポンプを介設
した図示しない排気系が接続される。
【００１４】この処理容器２のフランジ部４の最外周
は、例えばステンレス製のベースプレート２８により支
持されて、処理容器２の全体を保持している。そして、
この処理容器２の下端部の開口部１８は、例えばボート
エレベータのごとき昇降機構３０により昇降可能になさ
れた石英製のキャップ部６により開閉可能になされてい
る。このキャップ部６上に、半導体ウエハＷを所定のピ
ッチで多段に載置した石英製の被処理体支持ボートとし
てウエハボート８が保温筒１０を介して載置されてお
り、キャップ部６の昇降によって処理容器２内に対して
ロード或いはアンロードできるようになっている。
は、例えばステンレス製のベースプレート２８により支
持されて、処理容器２の全体を保持している。そして、
この処理容器２の下端部の開口部１８は、例えばボート
エレベータのごとき昇降機構３０により昇降可能になさ
れた石英製のキャップ部６により開閉可能になされてい
る。このキャップ部６上に、半導体ウエハＷを所定のピ
ッチで多段に載置した石英製の被処理体支持ボートとし
てウエハボート８が保温筒１０を介して載置されてお
り、キャップ部６の昇降によって処理容器２内に対して
ロード或いはアンロードできるようになっている。
【００１５】このキャップ部６は、図２にも示すように
円板状に形成されており、その周縁部の最外周は処理容
器２のフランジ部４側と直接接触するリング状の接合面
３２となっている。図３及び図４にも示すようにこの接
合面３２の内周側は、一定の厚みだけその周方向に沿っ
て削り取ることにより形成されたリング状の噴射口用段
部３４が設けられており（図６参照）、これにより後述
するようにリング状の不活性ガス噴射口３６を形成する
ことができる。尚、図４は処理容器２とフランジ部４と
が僅かに離間された状態を示す。
円板状に形成されており、その周縁部の最外周は処理容
器２のフランジ部４側と直接接触するリング状の接合面
３２となっている。図３及び図４にも示すようにこの接
合面３２の内周側は、一定の厚みだけその周方向に沿っ
て削り取ることにより形成されたリング状の噴射口用段
部３４が設けられており（図６参照）、これにより後述
するようにリング状の不活性ガス噴射口３６を形成する
ことができる。尚、図４は処理容器２とフランジ部４と
が僅かに離間された状態を示す。
【００１６】一方、上記処理容器２のフランジ部４の下
端面であって、上記キャップ部６の接合面３２と対応す
る部分にはリング状の接合面３７が形成されており、そ
の外側は段部状に厚みを減らして成形され、この部分を
ベースプレート２８に支持させるようになっている。ま
た、上記接合面３７の内側には、その周方向に沿って断
面凹部形状となる不活性ガス供給ヘッダ１６がリング上
に設けられており（図５参照）、この供給ヘッダ１６に
ガス導入通路３８を介して不活性ガス、例えばＮ2 ガス
を所定の圧力で供給するようになっている。従って、図
３に示すように、処理容器２の下端開口部１８をキャッ
プ部６で密閉した時には、上記フランジ部４の下端面の
内周側とキャップ部６の噴射口用段部３４の上面３４と
の間に区画されたリング状の前記不活性ガス噴射口３６
が形成されることになり、不活性ガス供給ヘッダ１６内
へ供給されたＮ2 ガスを、これに連通されたリング状の
上記不活性ガス噴射口３６より処理容器２内の底部にそ
の周方向から略均一に供給できるようになっている。
端面であって、上記キャップ部６の接合面３２と対応す
る部分にはリング状の接合面３７が形成されており、そ
の外側は段部状に厚みを減らして成形され、この部分を
ベースプレート２８に支持させるようになっている。ま
た、上記接合面３７の内側には、その周方向に沿って断
面凹部形状となる不活性ガス供給ヘッダ１６がリング上
に設けられており（図５参照）、この供給ヘッダ１６に
ガス導入通路３８を介して不活性ガス、例えばＮ2 ガス
を所定の圧力で供給するようになっている。従って、図
３に示すように、処理容器２の下端開口部１８をキャッ
プ部６で密閉した時には、上記フランジ部４の下端面の
内周側とキャップ部６の噴射口用段部３４の上面３４と
の間に区画されたリング状の前記不活性ガス噴射口３６
が形成されることになり、不活性ガス供給ヘッダ１６内
へ供給されたＮ2 ガスを、これに連通されたリング状の
上記不活性ガス噴射口３６より処理容器２内の底部にそ
の周方向から略均一に供給できるようになっている。
【００１７】この時の各部位の寸法は、半導体ウエハＷ
のサイズが８インチの場合には、処理容器２の内径は略
２５０ｍｍ程度に設定され、フランジ部４の接合面３７
の幅Ｌ１、不活性ガス供給ヘッダ１６の幅Ｌ２及び供給
ヘッダ１６の内側の幅Ｌ３は、それぞれ６ｍｍ、７ｍ
ｍ、７ｍｍ程度であり、また、供給ヘッダ１６の高さＨ
１は５ｍｍ程度である。更に、キャップ部６の接合面３
２の高さＨ２は、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度である。
また、石英同士が直接接触する両接合面３２及び３７の
面粗度は、１．６程度に仕上げ、それ以外の部分は面粗
度を上記程良好に仕上げなくてもよい。尚、以上の各数
値例は単に一例を示したに過ぎず、これらに限定されな
い。
のサイズが８インチの場合には、処理容器２の内径は略
２５０ｍｍ程度に設定され、フランジ部４の接合面３７
の幅Ｌ１、不活性ガス供給ヘッダ１６の幅Ｌ２及び供給
ヘッダ１６の内側の幅Ｌ３は、それぞれ６ｍｍ、７ｍ
ｍ、７ｍｍ程度であり、また、供給ヘッダ１６の高さＨ
１は５ｍｍ程度である。更に、キャップ部６の接合面３
２の高さＨ２は、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度である。
また、石英同士が直接接触する両接合面３２及び３７の
面粗度は、１．６程度に仕上げ、それ以外の部分は面粗
度を上記程良好に仕上げなくてもよい。尚、以上の各数
値例は単に一例を示したに過ぎず、これらに限定されな
い。
【００１８】次に、以上のように構成された処理装置の
動作について説明する。まず、昇降機構３０を降下させ
たアンロード状態において、ウエハボート８に未処理の
半導体ウエハＷを多段に載置し、昇降機構３０を上昇駆
動させる。これにより、キャップ部６は次第に上昇して
多数枚のウエハＷを多段に載置したウエハボート８は処
理容器２の下端開口部１８より内部へロードされ、最終
的にこの開口部１８はキャップ部６により閉じられて、
処理容器２内を密閉することになる。そして、ロードさ
れたウエハＷを加熱ヒータ２０により所定のプロセス温
度に維持しつつガス導入ノズル２４から処理容器２内へ
所定のプロセスガス、例えば酸化処理を行なう場合に
は、例えばＨＣｌ等の腐食性ガスとＯ2 ガス或いは水蒸
気を供給し、所定の処理を開始する。処理容器２内の雰
囲気は排気口２６から排気され、所定のプロセス圧力、
例えば略大気圧を維持する。
動作について説明する。まず、昇降機構３０を降下させ
たアンロード状態において、ウエハボート８に未処理の
半導体ウエハＷを多段に載置し、昇降機構３０を上昇駆
動させる。これにより、キャップ部６は次第に上昇して
多数枚のウエハＷを多段に載置したウエハボート８は処
理容器２の下端開口部１８より内部へロードされ、最終
的にこの開口部１８はキャップ部６により閉じられて、
処理容器２内を密閉することになる。そして、ロードさ
れたウエハＷを加熱ヒータ２０により所定のプロセス温
度に維持しつつガス導入ノズル２４から処理容器２内へ
所定のプロセスガス、例えば酸化処理を行なう場合に
は、例えばＨＣｌ等の腐食性ガスとＯ2 ガス或いは水蒸
気を供給し、所定の処理を開始する。処理容器２内の雰
囲気は排気口２６から排気され、所定のプロセス圧力、
例えば略大気圧を維持する。
【００１９】これと同時に、処理容器２内の雰囲気が処
理容器２から外部へ漏出することを防止するために、図
３に示すように、ガス導入通路３８を介して不活性ガス
として例えばＮ2 ガスを処理容器２内へ導入する。すな
わち、ガス導入通路３８より導入されたＮ2 ガスは、不
活性ガス供給ヘッダ１６に入り込み、このリング状の供
給ヘッダ１６に沿って処理容器２の周方向に流れつつ、
リング状の不活性ガス噴射口３６より処理容器２内の底
部に流れ込むことになる。
理容器２から外部へ漏出することを防止するために、図
３に示すように、ガス導入通路３８を介して不活性ガス
として例えばＮ2 ガスを処理容器２内へ導入する。すな
わち、ガス導入通路３８より導入されたＮ2 ガスは、不
活性ガス供給ヘッダ１６に入り込み、このリング状の供
給ヘッダ１６に沿って処理容器２の周方向に流れつつ、
リング状の不活性ガス噴射口３６より処理容器２内の底
部に流れ込むことになる。
【００２０】このように、処理容器２内にＮ2 ガスを流
し込むためのガス流路、すなわちリング状の不活性ガス
噴射口３６を設けてほとんど全てのＮ2 ガスを処理容器
２内側に積極的にリークさせて流れ込ませるようにした
ので、フランジ部４の接合面３７とキャップ部６の接合
面３２との間を通って外側へ流れ出るＮ2 ガスがなく、
従って、これに随伴して処理容器２内の雰囲気が外部へ
漏れ出ることもなくすことができる。この時、供給され
るＮ2 ガスの圧力は、１．５ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、
また、処理容器２内へ放出されるＮ2 ガスの流量は５０
０〜７００ｓｃｃｍ／ｃｍ2程度である。
し込むためのガス流路、すなわちリング状の不活性ガス
噴射口３６を設けてほとんど全てのＮ2 ガスを処理容器
２内側に積極的にリークさせて流れ込ませるようにした
ので、フランジ部４の接合面３７とキャップ部６の接合
面３２との間を通って外側へ流れ出るＮ2 ガスがなく、
従って、これに随伴して処理容器２内の雰囲気が外部へ
漏れ出ることもなくすことができる。この時、供給され
るＮ2 ガスの圧力は、１．５ｋｇ／ｃｍ2 程度であり、
また、処理容器２内へ放出されるＮ2 ガスの流量は５０
０〜７００ｓｃｃｍ／ｃｍ2程度である。
【００２１】図示例では、不活性ガス噴射口３６の高さ
は、理解を容易化するために大きく記載しているが、実
際には接合面３２の高さＨ２と略同じ０．１〜０．２ｍ
ｍ程度などで非常に小さく、漏れ量は上述のように非常
に小さい。例えば、供給Ｎ2ガス量は１リットル／分程
度であり、従来装置の場合の供給Ｎ2 ガス量：３リット
ル／分程度よりもかなり少なくすることができる。この
ように、不活性ガス噴射口３６を設けて処理容器２内側
に積極的にＮ2 ガスをリークさせることにより、処理容
器２内の腐食性ガスが外部へ漏れ出ることがなくなり、
容器の周辺部に配置した機器等が錆びることを防止する
ことができる。また、本発明では、加工精度を上げて良
好な面粗度に仕上げなければならない面は、従来装置と
比較して面積の少ないリング状の接合面３２及び３７だ
けなので、面加工を非常に容易化することができる。
は、理解を容易化するために大きく記載しているが、実
際には接合面３２の高さＨ２と略同じ０．１〜０．２ｍ
ｍ程度などで非常に小さく、漏れ量は上述のように非常
に小さい。例えば、供給Ｎ2ガス量は１リットル／分程
度であり、従来装置の場合の供給Ｎ2 ガス量：３リット
ル／分程度よりもかなり少なくすることができる。この
ように、不活性ガス噴射口３６を設けて処理容器２内側
に積極的にＮ2 ガスをリークさせることにより、処理容
器２内の腐食性ガスが外部へ漏れ出ることがなくなり、
容器の周辺部に配置した機器等が錆びることを防止する
ことができる。また、本発明では、加工精度を上げて良
好な面粗度に仕上げなければならない面は、従来装置と
比較して面積の少ないリング状の接合面３２及び３７だ
けなので、面加工を非常に容易化することができる。
【００２２】ここで、本発明装置の評価を行なったの
で、その結果について説明する。評価は、リトマス紙等
を用いたリークの有無、成膜前後のウエハ上のパーティ
クルの変化量、酸化膜の均一性について行なった。特性
評価は、１７０枚の８インチウエハを５．２ｍｍピッチ
でウエハボートに載置して行なった。テストランは、表
１に示す条件で全部で１０ラン行なった。
で、その結果について説明する。評価は、リトマス紙等
を用いたリークの有無、成膜前後のウエハ上のパーティ
クルの変化量、酸化膜の均一性について行なった。特性
評価は、１７０枚の８インチウエハを５．２ｍｍピッチ
でウエハボートに載置して行なった。テストランは、表
１に示す条件で全部で１０ラン行なった。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１中において、ドライ（ＤＲＹ）とはＯ
2 ガスの供給を示し、ウェット（ＷＥＴ）とは水蒸気の
供給を示し、処理ガスにはそれぞれＨＣｌガスを適当な
割合で加えている。また、プロセス圧力は、排気圧で示
しており、それぞれ大気圧との差圧で表している。ま
ず、処理容器とキャップの接合部に沿ってリトマス紙を
貼り、更に、入間による嗅覚及びＨＣｌディテクターに
よりＨＣｌの漏出の有無を調べた。その時の結果を図７
に示す。
2 ガスの供給を示し、ウェット（ＷＥＴ）とは水蒸気の
供給を示し、処理ガスにはそれぞれＨＣｌガスを適当な
割合で加えている。また、プロセス圧力は、排気圧で示
しており、それぞれ大気圧との差圧で表している。ま
ず、処理容器とキャップの接合部に沿ってリトマス紙を
貼り、更に、入間による嗅覚及びＨＣｌディテクターに
よりＨＣｌの漏出の有無を調べた。その時の結果を図７
に示す。
【００２５】これによれば、１０ラン全てにおいて、嗅
覚では無臭となり、リトマス紙では色変化が検出され
ず、また、ディテクターでは漏出が検出されず、良好な
結果を得ることができた。また、酸化膜の成膜前後にお
けるウエハ上のパーティクルの数の変化量を３つの粒径
範囲について調べた。その結果を図８に示す。図８中に
おいて、ＴＯＰとはウエハボートの上部のウエハを指
し、ＣＴＲとは中央部分のウエハを指し、ＢＴＭとは下
部のウエハを指す。ゼロレベルより上が成膜後にパーテ
ィクルが増加した場合、ゼロレベルより下が成膜後に減
少した場合を示している。これによれば、酸化膜の成膜
後のパーティクル数の増加量はほとんどなく、許容量以
下であることが判明する。
覚では無臭となり、リトマス紙では色変化が検出され
ず、また、ディテクターでは漏出が検出されず、良好な
結果を得ることができた。また、酸化膜の成膜前後にお
けるウエハ上のパーティクルの数の変化量を３つの粒径
範囲について調べた。その結果を図８に示す。図８中に
おいて、ＴＯＰとはウエハボートの上部のウエハを指
し、ＣＴＲとは中央部分のウエハを指し、ＢＴＭとは下
部のウエハを指す。ゼロレベルより上が成膜後にパーテ
ィクルが増加した場合、ゼロレベルより下が成膜後に減
少した場合を示している。これによれば、酸化膜の成膜
後のパーティクル数の増加量はほとんどなく、許容量以
下であることが判明する。
【００２６】更に、酸化膜の膜厚の均一性について調べ
た。その結果を図９に示す。図中において、ＷｉｎＷ
は、面内膜厚の均一性を示し、ＷｔｏＷは面間膜厚の均
一性を示し、ＯＶＥＲＡＬＬは、内部に離散的に設けた
７枚のモニタウエハ間における膜厚の均一性を示し、Ｒ
ｔｏＲはラン間の膜厚の均一性を示している。これによ
れば、最大でも４．１９％であり、いずれの均一性も許
容範囲内に入っており、良好な結果を示していることが
判明する。特に、積極的にＮ2 リークを行なっているに
もかかわらず、酸化膜の均一性を高く維持することがで
き、本発明装置の有効性を実証することができた。
た。その結果を図９に示す。図中において、ＷｉｎＷ
は、面内膜厚の均一性を示し、ＷｔｏＷは面間膜厚の均
一性を示し、ＯＶＥＲＡＬＬは、内部に離散的に設けた
７枚のモニタウエハ間における膜厚の均一性を示し、Ｒ
ｔｏＲはラン間の膜厚の均一性を示している。これによ
れば、最大でも４．１９％であり、いずれの均一性も許
容範囲内に入っており、良好な結果を示していることが
判明する。特に、積極的にＮ2 リークを行なっているに
もかかわらず、酸化膜の均一性を高く維持することがで
き、本発明装置の有効性を実証することができた。
【００２７】尚、上記実施例では、図３に示したように
キャップ部６側を削り込んで噴射口用段部３４を形成し
て不活性ガス噴射口３６を形成したが、これに限定され
ず、図１０に示すように、キャップ部６の周縁部の上端
面には削り込みを入れないでこれを平坦面とし、処理容
器２のフランジ部４側を削り込んで噴射口用段部３４を
形成し、ここに不活性ガス噴射口３６を区画形成するよ
うにしてもよい。また、ここでは８インチサイズの半導
体ウエハを例にとって説明したが、ウエハサイズはこれ
に限定されず、例えば１２インチサイズのウエハにも適
用できるのは勿論である。そして、ここでは単管構造の
縦型処理装置を例にとって説明したが、これに限定され
ず、二重管構造の縦型処理装置にも適用できるのは勿論
である。更に、ここでは不活性ガス噴射口をリング状に
設けたが、これに限定されず、略均等に等ピッチで設け
るようにしてもよい。この場合には、不活性ガス供給ヘ
ッダへのＮ2 ガスの供給を均一化させるために、複数の
ガス導入通路を設けるのが好ましい。また、不活性ガス
ガスとしては、Ｎ2 ガスに限定されず、Ａｒガス、Ｈｅ
ガスを用いてもよい。更に、ここでは半導体ウエハを例
にとって説明したが、これに限定されず、ＬＣＤ基板、
ガラス基板等にも適用できるのは勿論である。
キャップ部６側を削り込んで噴射口用段部３４を形成し
て不活性ガス噴射口３６を形成したが、これに限定され
ず、図１０に示すように、キャップ部６の周縁部の上端
面には削り込みを入れないでこれを平坦面とし、処理容
器２のフランジ部４側を削り込んで噴射口用段部３４を
形成し、ここに不活性ガス噴射口３６を区画形成するよ
うにしてもよい。また、ここでは８インチサイズの半導
体ウエハを例にとって説明したが、ウエハサイズはこれ
に限定されず、例えば１２インチサイズのウエハにも適
用できるのは勿論である。そして、ここでは単管構造の
縦型処理装置を例にとって説明したが、これに限定され
ず、二重管構造の縦型処理装置にも適用できるのは勿論
である。更に、ここでは不活性ガス噴射口をリング状に
設けたが、これに限定されず、略均等に等ピッチで設け
るようにしてもよい。この場合には、不活性ガス供給ヘ
ッダへのＮ2 ガスの供給を均一化させるために、複数の
ガス導入通路を設けるのが好ましい。また、不活性ガス
ガスとしては、Ｎ2 ガスに限定されず、Ａｒガス、Ｈｅ
ガスを用いてもよい。更に、ここでは半導体ウエハを例
にとって説明したが、これに限定されず、ＬＣＤ基板、
ガラス基板等にも適用できるのは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の縦型処理
装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。処理容器とキャップ部の接合部に不活性ガ
ス噴射口を設けて処理容器内側に積極的に不活性ガスを
リークさせるようにしたので、処理容器内の雰囲気ガ
ス、例えば腐食性ガスが外部に漏出することを確実に防
止することができる。また、不活性ガス噴射口を設ける
ことにより、処理容器のフランジ部とキャップ部の接合
面積が少なくなり、その分、高い加工精度を必要する面
積が少なくなるので、加工を容易化することができる。
特に、不活性ガス噴射口をリング状に形成することによ
り、不活性ガスを処理容器内の底部にその周方向から均
一的に供給することができる。
装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。処理容器とキャップ部の接合部に不活性ガ
ス噴射口を設けて処理容器内側に積極的に不活性ガスを
リークさせるようにしたので、処理容器内の雰囲気ガ
ス、例えば腐食性ガスが外部に漏出することを確実に防
止することができる。また、不活性ガス噴射口を設ける
ことにより、処理容器のフランジ部とキャップ部の接合
面積が少なくなり、その分、高い加工精度を必要する面
積が少なくなるので、加工を容易化することができる。
特に、不活性ガス噴射口をリング状に形成することによ
り、不活性ガスを処理容器内の底部にその周方向から均
一的に供給することができる。
【図１】本発明の縦型処理装置を示す構成図である。
【図２】図１に示す装置のキャップ部を示す平面図であ
る。
る。
【図３】処理容器とキャップ部の接合部を示す部分拡大
断面図である。
断面図である。
【図４】処理容器とキャップ部の接合部を示す部分拡大
断面図である。
断面図である。
【図５】処理容器の下端部を示す部分拡大断面図であ
る。
る。
【図６】キャップ部の周縁部の部分拡大断面図である。
【図７】ＨＣｌガスのリークチェックの結果を示す図で
ある。
ある。
【図８】酸化膜の成膜前後のパーティクルの変化量を示
す図である。
す図である。
【図９】酸化膜の膜厚の均一性を示す図である。
【図１０】本発明の変形例を示す図である。
【図１１】従来の一般的な酸化拡散処理装置を示す概略
構成図である。
構成図である。
【図１２】図１１に示す処理装置のキャップ部を示す平
面図である。
面図である。
【図１３】処理容器の底部とキャップ部とのシール構造
を示す部分拡大図である。
を示す部分拡大図である。
【図１４】処理容器内の雰囲気の漏出状態を説明する図
である。
である。
２ 処理容器 ４ フランジ部 ６ キャップ部 ８ ウエハボート（被処理体保持ボート） １６ 不活性ガス供給ヘッダ １８ 開口部 ３２ 接合面 ３４ 噴射口用段部 ３６ 不活性ガス噴射口 ３７ 接合面 Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 俊治 神奈川県津久井郡城山町町屋１丁目２番41 号 東京エレクトロン東北株式会社相模事 業所内 (72)発明者 高橋 豊 神奈川県津久井郡城山町町屋１丁目２番41 号 東京エレクトロン東北株式会社相模事 業所内
Claims (5)
- 【請求項１】 下端に開口部を有する円筒状の処理容器
と、昇降可能になされた前記開口部を気密に開閉する円
板状の石英製のキャップ部と、前記キャップ部上に載置
されて被処理体を多段に保持する被処理体保持ボートと
を有する縦型処理装置において、前記処理容器の下端部
と前記キャップ部との接合部に、その周方向に沿って形
成されたリング状の不活性ガス供給ヘッダと、この不活
性ガス供給ヘッダと前記処理容器内とを連通するように
形成された不活性ガス噴射口とを備えたことを特徴とす
る縦型処理装置。 - 【請求項２】 前記不活性ガス供給ヘッダは、前記円筒
状の処理容器の下端面にその周方向に沿って形成された
断面が凹部状のリング状溝により構成されることを特徴
とする請求項１記載の縦型処理装置。 - 【請求項３】 前記不活性ガス噴射口は、前記処理容器
内と前記リング状の不活性ガス供給ヘッダとを連通する
ようにリング状に形成されていることを特徴とする請求
項１記載の縦型処理装置。 - 【請求項４】 前記不活性ガス噴射口は、前記円筒状の
処理容器の下端面の内周側或いは前記キャップ部の周縁
部の接合面よりも内周側の内、少なくともいずれか一方
を削り込んで形成したリング状の噴射口用段部により構
成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の縦型処理装置。 - 【請求項５】 前記処理容器は、前記被処理体に対して
酸化・拡散処理を行なうための処理容器であることを特
徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の縦型処理装
置。
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